DE2927366A1 - Befestigungselement mit gewinde - Google Patents
Befestigungselement mit gewindeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
- F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
- F16B39/282—Locking by means of special shape of work-engaging surfaces, e.g. notched or toothed nuts
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungselement mit Gewindemitteln,
mit einer Belastungs- bzw. Tragoberfläche und mit Dreh- oder Schlüsselmitteln, die ein Anziehen und Lösen des Befestigungselements
ermöglichen, wobei die Tragoberfläche gegen eine im wesentlichen ebene zusammenpassende Oberfläche spannbar ist
und selbstsichernde Mittel bildet. Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einem sichernden bzw. verblockenden Aufbau für Bolzen,
Schrauben und Muttern.
Mit Gewinde versehene Befestigungselemente werden in üblicher Weise zum Sichern oder Verspannen von zwei oder mehr Teilen benutzt.
Dabei sind die Befestigungselemente mit einer die Belastung aufnehmenden oder Klemm- bzw. Spannoberfläche versehen, die
mit einer Oberfläche an einem Teil in Eingriff kommt und eine Spannkraft in Längsrichtung des Befestigungselements ausübt. (Der
nachfolgend benutzte Ausdruck 'Befestigungselement mit Gewindemitteln1
soll verschiedene Arten solcher Befestigungselemente umfassen, wie beispielsweise Schrauben, Muttern und Bolzen).
Derartige Befestigungselemente sind vielfach mit Verblockungsbzw. Sicherungsmitteln versehen, um ein ungewolltes Lösen zu verhindern.
Bei einer allgemeinen Art eines selbstsichernden Befestigungselements ist zusätzlich zu der Auflageroberfläche eine
Mehrzahl von sägezahnförmigen Vorsprüngen vorgesehen, die sich in das passende bzw. gegenüberliegende Teil einschneiden oder in anderer
Weise einlagern, um das Befestigungselement in seiner festgezogenen Position zu verblocken und ein ungewolltes Lösen zu
vermeiden. Beispiele für derartige selbstsichernde Befestigungselemente ergeben sich aus den folgenden US-Patenten: 1 332 288,
1 106 248, 2 253 241, 2 741 289, 2 959 204, 3 078 899, 3 275 055, 3 329 190, 3 342 235, 3 370 631, 3 389 734, 3.438 417, 3 605 845
und 3 825 051.
iemäß dem US-Patent 2 959 204 erstrecken sich die zahnähnlichen
Vorsprünge unter die Auflageroberfläche, und sie sind so geformt,
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" " - r- ~~~ ~ - 292736b
daß sie einer festziehenden Drehung des Befestigungselements
einen kleineren Widerstand und dem lösenden Drehvorgang des Befestigungselements
einen größeren Widerstand entgegensetzen. Wenn die Zahnbeziehung der Auflageroberfläche so ausgebildet wird, wie
es in diesem Patent beschrieben ist, können große Klemmkräfte erhalten
werden, und das zum Einleiten eines Lösens des Befestigungselements erforderliche Drehmoment übersteigt das zum Anziehen
und Festsetzen des Befestigungselements erforderliche Drehmoment. Solche Arten von selbstsichernden Gebilden neigen zum Abschleifen von Teilen des eingeklemmten Teils und führen oft zu
Korrosionsproblemen.
Die US-Patente 3 605 845 und 3 825 051 beschreiben selbstsichernde
Befestigungselemente, bei denen das selbstsichernde zahnförmige Gebilde nicht über die Auflageroberfläche vorsteht und das das
gegenüberliegende Teil bildende Material in die Aussparungen zwischen
den Zähnen fließt, um die selbstsichernde Funktion zu bilden. Diese Patente sehen äußere Auflageroberflächen beträchtlicher Fläche vor, die das Eindringen der Zähne begrenzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten
Befestigungselements der im Oberbegriff genannten Art mit einem günstigeren selbstsichernden Aufbau. " - -
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sicli ein Befestigungselement
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im
Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der verbesserte selbstsichernde Aufbau besitzt eine Mehrzahl von
Auflageroberflächen, die in einem Ring um das Befestigungselement
herum verteilt sind. Jede Auflageroberfläche ist so ausgerichtet,
daß sie in der festziehenden Drehrichtung ein schmales Ende oder eine Spitze und in der lösenden Drehrichtung ein weiteres Ende
oder eine Grundseite bildet. Der innere seitliche Rand einer jeden Auflageroberfläche sorgt für ein Verbinden mit einer geneigten
Rampenoberfläche und für ein Übergehen in diese, welche sich
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von der Ebene der Auflageroberfläche zurück erstreckt, und zwar
bis zu einer im wesentlichen axial verlaufenden Schulter, die sich von der Rampenoberflache zur Grundseite einer zugeordneten
Auflageroberfläche erstreckt. Die zugeordneten Schultern und Rampenoberf
lachen arbeiten zusammen, um eine sägezahnähnliche Aussparung zu bestimmen, wobei sich diese Aussparungen um das Befestigungselement
erstrecken.
Wenn die Verblockungsoberfläche gegen ein einzuspannendes Teil
durch Festziehen des Befestigungselements gepreßt wird, bilden die Auflageroberflachen den anfänglichen Eingriff zwischen dem
Befestigungselement und dem einzuspannenden Teil. Wenn die Klemmkraft ansteigt, beginnen die Auflageroberflächen das Material des
eingespannten Teils zu verdrängen und in die Aussparungen zwischen den Auflageroberflächen zu bewegen. Ein sDlches Verdrängen
kann durch Kaltfließen, Biegen des eingespannten Materials oder Kombinationen hiervon erfolgen. Wenn dieses auftritt, kommt das
verdrängte Material zunehmend mit größeren Abschnitten der Rampenoberflächen
in Eingriff. Der Eingriff mit den Rampenoberflächer führt zu zusätzlichen Oberflächenbereichen, die die Auflageroberflächen
beim Abstützen bzw. Aufnehmen der Klemmbelastungen unterstützen. Die geneigte Ausrichtung der Rampenoberflächen führt zu
einem Steuerungs- oder Keilvorgang, welcher ein verstärktes Festziehen des Befestigungsmittels ohne übermäßiges Ansteigen der erforderlichen
Festziehmomente ermöglicht. Nachdem jedoch das Befestigungselement festgezogen worden ist, arbeiten das Material in
den Aussparungen und die Schultern in der Weise zusammen, daß das Befestigungselement an einem lösenden Verdrehen gehindert wird.
In der Praxis können Befestigungselemente nach der vorliegenden Erfindung zum Einleiten des Lösens ein Drehmoment erfordern, das
1,5 mal so groß wie das Festziehmoment ist. Der Aufbau nach der vorliegenden Erfindung ist dergestalt, daß die Größe der Auflageroberfläche
gewählt werden kann, um ein passendes Eindringen vorzu-
:ehen.
m Rahmen der vorliegenden Erfindung hat das Verblockungs- bzw.
icherungssystem drei Funktionsoberflächen, nämlich die Auflager-
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oberflächen, die Rampenoberflächen und die Verriegelungsschultern,
Die Beziehungen zwischen diesen Oberflächen lassen sich leicht ändern oder modifizieren, um ein optimales Verhalten des Gesamtsystems
vorzusehen. Beispielsweise können die Auflageroberflächen so angeordnet werden, daß ihre schmalen Enden von der Grundseite
einer angrenzenden Auflageroberfläche gemäß der Darstellung einen
Abstand haben. Oder es kann eine Bemessung dergestalt vorgenommen werden, daß das schmale Ende die angrenzende Grundseite schneidet
Ferner kann die radiale Länge der Enden der Auflageroberflächen
verändert werden, um die Auflager- bzw. Druckfläche zu modifizieren
. ■
In einer ähnlichen Weise kann die Neigung oder Schrägstellung der
Rampenoberflächen verändert werden, um ihre Größe und die Größe
der Schultern zu verändern. Deshalb kann ein selbstsicherndes Befestigungselement
nach der vorliegenden Erfindung leicht so hergestellt werden, daß ein optimales Verhalten für eine große Vielfalt
von Einbaubedingungen vorgesehen wird.
Das Gewinde-Befestigungselement nach der vorliegenden Erfindung
nthält somit ein selbstsicherndes System mit einer Mehrzahl von
Auflageroberflächen, die in einer Auflagerebene liegen und in einem Ring um die Gewindemittel verteilt sind. Von jeder Auflager-·
oberfläche erstreckt sich eine Rampenoberfläche einwärts,, die von j
der Auflagerebene einwärts und zurück verlaufend geneigt ist. Eine
sich axial erstreckende Schulter ist mit einem Rand einer jeden Rampenoberfläche verbunden. Wenn das Befestigungselement gegen ein
einzuspannendes Teil festgezogen wird, führt der gegenseitige Eingriff zu einem ausreichenden Druck, so daß Material des einzuspannenden
Teils durch Kaltfließen oder eine andere Art in die Aussparungen
zwischen den Rampenoberflächen und den Schultern verdrängt
wird. Ein fortgesetztes festziehendes Drehen führt nicht zu einem
übermäßigen Drehmoment, da die Rampenoberflächen für einen Steuerungsvorgang
(camming action) sorgen. Demgegenüber wird ein lösenles
Verdrehen durch den Eingriff zwischen dem verdrängten Material and den Schultern gehemmt. Beim Auftreten der Materialverdrängung
commen zusätzliche Abschnitte der Rampenoberfläche mit verdrängtem
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Material in Eingriff, um die wirksame Auflagerfläche sowie den
Verriegelungseingriff zu vergrößern. Es erfolgt eine selbständige Begrenzung des Eingreifens des Befestigungselements in die gegenüberliegende
Oberfläche.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer Seitenansicht eine typische Flansch- bzw.
Randschraube mit einem Verblockungs- bzw. Sicherungssystem nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 - einen Schnitt längs der Linie 2-2 aus Figur 1 zum Aufzeigen
der Anordnung der Verblockungsoberflächen an der Unterseite des Schraubenkopfes,
Figur 3 - einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 3-3 aus Figur 2, wobei zur Vereinfachung der Zeichnung nur die
erste Gruppe von Verblockungsoberflächen dargestellt ist,
Figur 4 - eine Figur 2 ähnelnde Teilansicht zum Aufzeigen der Verriegelungsoberflächen
in vergrößertem Maßstab, Figur 5 - einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 aus Figur 4,
Figur 6 - einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 aus Figur 4, Figur 7 - einen Teilschnitt längs der Linie 7-7 aus Figur 4,
Figur 8 - in einer Stirnansicht eine selbstsichernde Mutter nach
der vorliegenden Erfindung und Figur 9 - die in Figur 8 dargestellte Mutter in einer teilweise
geschnittenen Seitenansicht.
Die Figuren 1 bis 7 zeigen eine Flansch- bzw. Randschraube mit einem selbstsichernden Aufbau nach der vorliegenden Erfindung.
Eine solche Schraube besitzt einen Kopf mit einem sechseckförmigen Schlüsselabschnitt 10 und einem Flansch- bzw. Randabschnitt
11. In üblicher Weise erstreckt sich ein Gewindeschaft 12 von dem Kopf. An der Unterseite oder Kopfoberfläche 13 des Schraubenkopfes
ist ein in den Figuren 2 bis 7 dargestellter selbstsichernder
Aufbau ausgebildet. Gemäß Figur 2 ist bei der dargestellten Ausführungsform die Unterseite 13 des Randabschnitts 11 mit einer
iehrzahl von allgemein dreieckig geformten Auflagerflächen 16
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ausgebildet, die sich an die Peripherie 17 angrenzend um die
Kopfoberfläche erstrecken. Alle Auflagerflächen 16 befinden sich
bei der dargestellten Ausfuhrungsform in einer einzigen Ebene 18.
Jeder dreieckige Auflagerbereich ist bei 19 mit einem schmalen Ende
oder einer Spitze, ferner mit einem radial beträchtlich weiteren Ende oder einer Grundseite 21 und mit entsprechenden inneren
sowie äußeren Seiten 22 sowie 23 versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform
stellt der äußere seitliche Rand einer jeden Auflagerfläche 16 einen Bogen der kreisförmigen Peripherie 17 dar. Genau
gesagt ist somit jede Auflagerfläche nicht-streng dreieckig,
wobei jedoch im Rahmen der vorliegenden Beschreibung davon auszugehen ist, daß der Ausdruck 'dreieckig1 Oberflächen einschließen
soll, die gemäß der Darstellung allgemein bzw. im wesentlichen dreieckig sind.
Von dem Rand der inneren Seite 22 einer jeden Auflagerfläche erstreckt
sich eine zugeordnete Rampenoberfläche 24 einwärts, die, wie es noch näher beschrieben wird, von der Ebene 18 zurück geneigt ist. Jede schräge Rampenoberfläche 24 erstreckt sich von den
Rand der inneren Seite 22 zu einer Ringnut 26, die bei der dargestellten
Ausführungsform einen allgemein V-förmigen Querschnitt
hat, wie es am besten in Figur 3 dargestellt ist. Jede Rampenoberfläche
ist längs einer Seite von einem Rand 27 und längs der gegenüberliegenden Seite von einem Rand 28 begrenzt, wobei sich
beide Ränder im wesentlichen radial in bezug auf die Schraube erstrecken .
Eine Schulter 31 ist zwischen der Grundseite 21 einer jeden Auflagerfläche 16 und dem seitlichen Rand 27 der zugeordneten Rampenoberfläche
24 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform
befinden sich alle Schultern 31 im wesentlichen in einer die Achse der Schraube enthaltenden Ebene 32. Es sollen jedoch auch
solche Schultern von der vorliegenden Erfindung umfaßt sein, die in einem gewissen Ausmaß radial oder axial oder in beiden Richtungen
geneigt sind.
Wie es am besten in Figur 3 dargestellt ist, sind die Rampenober-
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flächen 24 von der Ebene 18 um einen radialen Winkel A aufwärts
oder rückwärts geneigt. Die Rampenoberflächen sind auch in einer Umfangsrichtung um einen tangentialen oder peripheren Winkel B
geneigt, wie es am besten in Figur 6 dargestellt ist. Die Größe des Winkels B wird von der Winkellage der inneren Seite 22 der
Auflageroberflächen 16 bestimmt, und wenn die Winkellage dieses Randes vergrößert wird, muß der Winkel B vergrößert werden. Umgekehrt
wird der Winkel B vermindert, wenn die Auflageroberflächen 16 mit einer in umfangsrichtung schmaleren Dreiecksform ausgebildet
werden. Der Winkel B bestimmt die Tiefe der Schultern 31 für einen gegebenen radialen Winkel A. Es ist festzustellen, daß sich
die Schultern 31 über die Auflageroberflächen hinaus radial einwärts
bis zu den Punkten 32 erstrecken, wo die Nut 26 geschnitten wird.
Wenn die selbstsichernde Schraube nach der vorliegenden Erfindung gegen eine passende Oberfläche eines einzuspannenden Gliedes festgezogen wird, erfolgt zunächst ein Eingriff dieser passenden Oberfläche
mit den Auflageroberflächen 16. Wenn die Klemmbelastung
während der Drehmomentenbeaufschlagung der Schraube ansteigt, wird an der passenden Oberfläche ein ausreichender Druck entwikkelt,
um eine Verlagerung des die passende Oberfläche bildenden Materials in die Aussparungen 33 zu begründen, die von den Rampenoberflächen 24 und den Schultern 31 gebildet werden. Bei fortgesetztem
Ansteigen der Klemmkräfte erfolgt ein weiteres Vergrößern der Verlagerung oder des Material-KaltfHeßens.
Es ist darauf hinzuweisen, daß das Verlagern oder Kaltfließen des Materials in die Aussparungen 33 das Material dazu veranlaßt, mit
ansteigenden Bereichen der Rampenoberflächen 24 in Eingriff zu treten, so daß die von dem Material erfaßte Rampenoberfläche tatsächlich
zu einer zusätzlichen Auflageroberfläche zum Abstützen
der Klemmbelastung führt. Dementsprechend neigt das Verriegelungsbzw. Sicherungssystem zu einer selbständig erfolgenden Beschränkung
bezüglich des Eindringens in die passende Oberfläche, und es besteht bei dem Verblockungssystem keine Tendenz hinsichtlich
einer übermäßigen Kaltfließ- oder Materialverlagerungserscheinung,
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Deshalb kann ein gegebenes selbstsicherndes Befestigungsmittel in
wirksamer Weise bei Materialien unterschiedlicher Härten benutzt werden, und zwar wegen dieser Selbstbegrenzungseigenschaft des
Verblockungssystems.
Die Festzieh-Drehrichtung der Schraube verläuft bei den Figuren
5, 6 und 7 in Richtung des Pfeils 34. Dementsprechend wird das zum Anziehen der Schraube erforderliche Drehmoment nicht übermässig
vergrößert, wenn die Schraubenklemmkraft zu einer Verlagerung
des die passende Oberfläche bildenden Materials führt. Beim Einfließen
des Materials in die Aussparungen 33 tritt jedoch zwischen dem Material und den sich im wesentlichen axial erstreckenden Schultern 31 ein VerblockungsVorgang auf, der ein lockerndes
Drehen der Schraube hemmt. Bei einem passend verklemmten Gebilde übersteigt somit das zum Losdrehen erforderliche Moment das Anzugmoment.
In vielen Fällen kann es das Anzugmoment um das 1,5- ; fache übersteigen.
Bei der dargestellten Ausfuhrungsform beträgt der Winkel A vorzugsweise
etwa 6 Grad, wobei er jedoch in einem gewissen Ausmaß verändert werden kann. Bei dieser dargestellten Ausführungsform
hat der Winkel B eine Größe von etwa 5 Grad, wobei jedoch auch dieser Winkel verändert werden kann. Um sicherzustellen, daß die
Klemmkraft im wesentlichen vollständig auf das selbstsichernde System beschränkt ist, sind die Schraubenkopf-Abschnitte bei 36
radial innerhalb der Nut 26 von der Ebene 18 zurückversetzt, so daß sie in keiner bedeutenden Weise mit der Oberfläche des verklemmten
Teils in Eingriff kommen. Bei einer 7,94 mm (5/16'')-18
Schraube ist die Oberfläche bei 36 gegenüber der Ebene 18 um etwa
0,15 mm (0/Q06 Zoll) zurückversetzt.
Bei der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsform haben
die Auflagerflächen einen gegenseitigen Abstand, und der Gesamtbereich der Auflageroberflächen ist relativ klein. Dementsprechend
wird ein passender Verblockungseindringvorgang auch dann erzielt, wenn die Sehraube in Verbindung mit einem relativ
harten Gegenstück benutzt wird. Da ferner die Höhe der Oberflä-
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chen der Schultern 31 am Umfang des Randes sehr klein ist, steller
das Eindringen von Feuchtigkeit und eine Korrosion kein bedeutendes Problem dar. Wenn die Auflageroberflächen bis zu einer Tiefe
eindringen, die gleich der peripheren Tiefe der Schulter ist, kann wegen der kreisrunden Form des Randes tatsächlich eine vollständige
Abdichtung erzielt werden, und ein Eindringen von Feuchtigkeit wird vollständig vermieden.
Die vorliegende Erfindung soll auch den Fall umfassen, bei dem die
Oberflächen so angeordnet werden, daß die Spitzen bei 19 das äussere
Ende der nächsten angrenzenden Grundseite 21 schneiden oder gerade berühren. Bei einem solchen Aufbau wird um die gesamte Peripherie
17 des Randabschnitts 11 eine durchgehende Abdichtung
oder Auflageroberfläche gebildet, wodurch sich eine vollständige Dichtung gänzlich um den Schraubenkopf erstreckt. Da ferner die
Peripherie kreisförmig ist, werden angrenzende Oberflächen des geklemmten Teils nicht beschädigt, und es wird ein Eindringen von
Feuchtigkeit in die Zone unter dem Kopf des Befestigungsmittels tatsächlich vermieden. Die Korrosion stellt deshalb kein bedeutendes
Problem dar.
Bei einem solchen Aufbau schneiden sich die drei Oberflächen des Verblockungssystems, nämlich die Auflageroberfläche 16, die Rampenoberflächen
24 und die Schulteroberflächen 31, sämtlich an den bei 19 befindlichen Spitzen der zugeordneten Auflageroberfläche.
Die vorliegende Erfindung soll auch den Fall umfassen, bei dem
die Auflageroberflächen nicht so angeordnet sind, daß die Seiten 22 und 23 zu einem Punkt oder einer Spitze zusammenlaufen. In
diesem Fall sind die Auflageroberflächen nicht dreieckig, sondern
im wesentlichen irreguläre Vierecke mit einem schmalen Ende begrenzter Länge.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine selbstsichernde Mutter nach der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall hat die Mutter eine sechseckige
Form und ist mit einem selbstsichernden Auflagerungssystem versehen, das einen ähnlichen Aufbau wie die in den Figuren 1 bis
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7 dargestellte Ausführungsform hat. Diese Maßnahme kann auch bei
einer Sechseckkopf-Schraube angewendet werden. Bei der zweiten Ausführungsform aus den Figuren 8 und 9 werden ähnliche Bezugszeichen mit einem zusätzlichen Apostroph benutzt, um ähnliche
Teile zu bezeichnen. ;
Auch hier sind dreieckige Auflageroberflächen 16' um die Mutter
herum verteilt. Die Mutter ist bei 37' abgeschrägt, so daß das Auflagersystem wiederum mit äußeren Rändern bzw. Seiten 23' versehen
ist, die Segmente eines Kreises darstellen. Die abgeschrägten Rampenoberflächen 24' schneiden die Auflageroberflächen 16'
bei 22' und an den Schultern 31'. Auch hier enden die verblockenden
Schultern 31' und Rampenoberflächen 24' in einer V-förmigen
Nut 26', und die Oberfläche 36' radial innerhalb der Nut 26f ist
von der Ebene der Auflageroberflächen zurückversetzt. Bei dieser
dargestellten Ausführungsform sind die Auflageroberflächen so bemessen,
daß die Spitzen 19* jeweils das äußere Ende der Grundseite
21' einer angrenzenden Auflageroberfläche 16' berühren, wodurch sich die Auflageroberflachen vollständig um die Mutter erstrecken .
Bei einem Sicherungssystem nach der vorliegenden Erfindung besteht
praktisch keine Neigung zu einer Ausbildung von Spänen bzw.
Stückchen der gegenüberliegenden Oberfläche, und das Verblocken wird durch Verlagern des Materials der gegenüberliegenden Oberfläche
in die zwischen den Schultern und den Rampenoberflächen
gebildeten Aussparungen erreicht. Da die Rampenoberflächen mit dem
verdrängten Material in Eingriff stehen, erfolgt beim Verdrängungsvorgang
ein Vergrößern des wirksamen Auflagerbereiches des Verblockungssystems, wodurch ein übermäßiges Eindringen des Befestigungsmittels
in das passende bzw. gegenüberliegende Glied, welches eingespannt wird, begrenzt wird. Dementsprechend kann ein
gegebenes Befestigungsmittel mit einem Verblockungssystem nach
der vorliegenden Erfindung benutzt werden, um Oberflächen mit einem relativ weiten Härtebereich einzuklemmen bzw. zu verspannen
Beim Einklemmen von härteren Materialien erfolgt ein geringeres Eindringen, wobei jedoch die Auflageroberflächen 16 flächenmäßig
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ORIGINAL INSPECTED
"-ie"- ' 2327366
ausreichend klein sind, um sicherzustellen, daß eine gewisse Materialverdrängung
auftritt. Bei Verwendung mit zwei Klemm- bzw. Spannmaterialxen, die weicher sind, führt der Materialfließvorgang
zu einer schnellen Vergrößerung der Spannfläche, so daß sich keine übermäßige Verdrängung ergibt. Die dargestellten Ausführungsformen
sind lediglich beispielhaft und können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältig abgewandelt werden.
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4?
Leers.eife
Claims (16)
- Patentansprüche.}Befestigungselement mit Gewindemitteln, mit einer Belastungsbzw. Tragoberfläche und mit Dreh- oder Schlüsselmitteln, die ein Anziehen und Lösen des Befestigungselements ermöglichen, wobei die Tragoberfläche gegen eine im wesentlichen ebene zusammenpassende Oberfläche spannbar ist und selbstsichernde Mittel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstsichernden Mittel eine Mehrzahl von symmetrisch um die Gewindemittel (12) verteilten Auflageroberflächen (16, 16') enthalten, die in einer Auflagerebene (18) liegen und jeweils in der festziehenden Drehrichtung ein schmales Ende (19), ferner in der lösenden Drehrichtung ein weiteres Ende (21) und schließlich einen die inneren Seiten der Enden (19, 21) verbindenden inneren seitlichen Rand (22, 22') bilden, daß die selbstsichernden Mittel ferner eine geneigte Rampenoberfläche (24, 24') enthalten, die sich von jedem der inneren seitlichen Ränder (22, 22') einwärts und von der Auflagerebene (18) zurück erstrecken, und daß die selbstsichernden Mittel außerdem radial und axial verlaufende Schultern (31, 31 *) enthalten, die jeweils das weitere Ende (21) der Auflageroberflächen (16, 16') und das angrenzende Ende (28) der Rampenoberflächen (24, 24') verbinden, wobei die Höhe dieser Schultern (31, 31') in einer radial einwärts verlaufenden Richtung zunimmt, daß die Rampenoberflächen (24, 24') und die zugeordneten Schultern (31, 31') symmetrisch um die Gewindemittel verteilte Aussparungen (33) bestimmen, wobei ein Festziehen bzw. Spannen des Befestigungselements gegen eine passende Oberfläche dazu führt, daß die Auflageroberflächen (16, 16') in die passende Oberfläche gepreßt werden und das diese bildende Material über die Auflagerebene (18) hinaus— 2 —80980470770.in die an die Schultern (31, 31') angrenzenden Aussparungen (33) verdrängt wird, so daß ein mechanischer Eingriff zwischen den Schultern (31, 31') und dem über die Auflagerebene (18) verlagerten Material der passenden Oberfläche hergestellt wird, um ein Lösen des Befestigungselements zu hemmen, und daß die Rampenoberflächen (24, 24') beim Festziehen des Befestigungselements mit dem über die Auflagerebene (18) hinaus verdrängten Material in Eingriff kommen und entsprechend arbeiten, um einen Steuerungsvorgang zu bilden und ein fortgesetztes Festziehen des Befestigungselements ohne übermäßiges Moment zu ermöglichen.
- 2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageroberflächen (16, 16') allgemein dreieckig geformt sind und an den schmalen Enden (19) Spitzen sowie an den weiteren Enden (21) Grundseiten haben. -
- 3. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageroberflächen (16, 16') äußere seitliche Ränder (23, 23') bilden, die in Verbindung miteinander einen wesentlichen Teil der Peripherie (17) der selbstsichernden Mittel ausmachen, und daß die Peripherie (17) einen zu den Gewindemitteln (12) koaxialen Kreis darstellen.
- 4. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (19) der Auflageroberflächen (16, 16') jeweils' von der Grundseite (21) der nächsten angrenzenden Auflagerober-, fläche (16, 16') einen Abstand haben.
- 5. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragoberfläche mit einer sich um die Gewindemittel (12) erstreckenden ringförmigen Aussparung (26, 26') versehen ist und daß sich Schultern (31, 31') sowie Rampenoberflächen (24, 24') radial einwärts erstrecken, um an der ringförr.lgen Aussparung (26, 26') zu enden.809884/0770
- 6. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Aussparung (26, 26') einen radialen Abstand von den Gewindemitteln (12) hat, daß die Belastungsbzw. Tragseite zwischen der ringförmigen Aussparung (26, 26') und den Gewindemitteln (12) von der Auflagerebene (18) axial zurück versetzt ist, und zwar um ein Maß, das erforderlich ist, um normalerweise eine Berührung mit der passenden bzw. gegenüberliegenden Oberfläche zumindest bis zum Erreichen der Klemm- bzw. Spannbelastung zu vermeiden.
- 7. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageroberflächen (16, 16') zusammenarbeiten, um eine sich um die Gewindemittel (12) erstreckende durchgehende Auflageroberfläche zu bilden.
- 8. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageroberflächen (16, 16") äußere seitliche Ränder (23, 23') haben, die zusammenarbeiten, um eine Peripherie (17) der selbstsichernden Mittel zu bilden, und daß die Peripherie (17) ein zu den Gewindemitteln (12) koaxialer Kreis ist.
- 9. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als eine Mutter ausgebildet ist.
- 10. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als ein Bolzen oder eine Schraube ausgebildet ist.
- 11. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampenoberflächen (24, 24') und die Auflagerebene (18) einen radialen Winkel (A) von etwa 6 Grad bestimmen. ·
- 12. Befestigungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampenoberflächen (24, 24') und die Auflagerebene (18) einen peripheren Winkel (B) von etwa 5 Grad bestimmen. . - 4 -609884/0770
- 13, Befestigungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampenoberflächen (24, 24') und die Auflagerebene (18) einen radialen Winkel (A) von etwa 6 Grad bestimmen.
- 14. Befestigungselement, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es Gewindemittel (12), eine Belastungs- bzw. Tragoberfläche (13) und Dreh- oder Schlüsselmittel (10) aufweist, die ein Festziehen und Lösen des Befestigungsmittels ermöglichen, daß die Tragoberfläche (13) gegen eine im wesentlichen ebene passende Oberfläche spannbar ist und eine Mehrzahl von im wesentlichen dreieckigen Auflageroberflächen (16, 16') bildet, die im wesentlichen in einer einzigen Auflagerebene (18) angeordnet sind und in festziehender Drehrichtung Spitzen (19), ferner in lösender Drehrichtung im wesentlichen radiale Grundseiten (21) und innere seitliche Ränder (22, 22') bilden, daß die Tragoberflächen (13) geneigte mittlere Rampenoberflächen (24, 24') vorsehen, die die seitlichen Ränder (22, 22') schneiden und einwärts sowie von der Auflagerebene (18) zurück geneigt sind, und zwar bis zu einem mit der zugeordneten Grundseite (21) durch eine axial verlaufende Schulter (31, 31") verbundenen Rand (27, 28), daß jede Rampenoberfläche (24, 24') mit der zugeordneten Schulter (31, 31") zusammenarbeitet, um eine ausgesparte, von der Auflagerebene (18) zurück versetzte Zone (33) zu bestimmen, daß die Auflageroberflächen (16, 16') beim Festziehen in die ebene, passende bzw. gegenüberliegende Oberfläche gepreßt werden, wodurch das diese Oberfläche bildende Material über die Auflagerebene (18) hinausgehend in die ausgesparten Zonen (33) an die Schultern (31, 31') angrenzend verdrängt wird, so daß ein mechanischer Eingriff zwischer den Schultern (31, 31') und dem über die Auflagerebene (18) hinaus verdrängten Material der gegenüberliegenden Oberfläche hergestellt wird, um ein Lösen des Befestigungselements zu hemmen.
- 15. Befestigungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (19) der Auflageroberflächen (16, 16') je-809884/0770OFIiGlHAUNSPECTED-s- "" 2927365wells von der Grundseite (21) einer angrenzenden Auflageroberfläche (16, 16') einen Abstand haben.
- 16. Befestigungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden bzw. Ränder (23) der Auflageroberflächen (16, 16') Teile eines zu den Gewindemitteln (12) im wesentlichen koaxialen Kreises darstellen.809864/0770
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